Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Andet

Newtons bevægelseslove: Hvad er de og hvorfor de har betydning

Da Sir Isaac Newton udgav Philosophiae Naturalis Principia Mathematica
i 1687, ændrede han fysikens verden for evigt. Newtons arbejde er rygraden i klassisk mekanik, nyttigt til at beskrive alt fra bevægelse af planeter omkring solen til bevægelsen, du støder på i dit daglige liv.

Især beskriver Newtons tre bevægelseslove "Dagligdags" bevægelse, der bygger på værker fra dem som Aristoteles og Galileo for at give en præcis matematisk formulering af nogle af de mest grundlæggende fysiske love. bevægelsen af subatomære partikler eller meget store eller hurtigt bevægende objekter, Newtons bevægelseslove bruges stadig af videnskabsfolk i dag uden for disse ekstreme situationer.
Newtons første bevægelseslov

Den første lov, som defineret af Physics Classroom, siger, at: "Et objekt i hvile forbliver i hvile og et objekt i bevægelse forbliver i ensartet bevægelse med samme hastighed og i samme retning, medmindre det udføres af en ubalanceret kraft."

Det kaldes undertiden treghedsloven, fordi det beskriver et objekts tendens til at forblive uændret (uanset om de bevæger sig eller stadig), medmindre der udøves en ekstern kraft. Bemærk, at du har brug for en "ubalanceret" kraft for at ændre et objekts hastighed; to kræfter med samme styrke, der skubber i modsatte retninger, vil blot annullere hinanden.

Dette kan virke underligt på Jorden, fordi alt, hvad der bevæger sig til sidst hviler, men det skyldes kun ting som friktionskraft og ", 3, [[Hvis du tager din fod af gaspedalen i en bil, vil den til sidst rulle til stop på grund af disse ubalancerede kræfter - du bliver nødt til at holde din fod på gaspedalen for at afbalancere kræfterne og fortsætte med en konstant hastighed. Hvis du skubbede et objekt i rummet (langt væk fra tyngdekilder), ville det fortsætte med at bevæge sig i en lige linje med samme hastighed, indtil den støder på en anden kraft.


Tips

  • Et objekt bevæger sig med konstant hastighed eller forbliver stille, når der ikke er påført en nettokraft på det.


    Newtons anden bevægelseslov |

    Den anden lov vedrører nettokraft F netto - anvendt på et objekt til produktet af objektets masse m
    og resulterende acceleration a
    . Den anden lov angives matematisk som:
    F_ {net} \u003d ma

    I ord er netto kraft lig med massetidens acceleration. Så hvis du anvender en nettokraft på 1 newton (1 N) på et objekt med en masse på 1 kg, får du det til at accelerere ved 1 m /s 2, så længe kraften er påført. Loven er mere præcist angivet som:
    \\ bm {F_ {net}} \u003d m \\ bm {a}

    Fedningen anerkender, at kraft og acceleration er vektorer, fordi styrkens retning og acceleration er import såvel som deres størrelser. I praksis vil der være flere komponenter
    af hver i forskellige retninger, og du skal bruge vektortilskud til fuldt ud at beskrive objekteres kræfter og bevægelse i to eller tre dimensioner.

    Dette forklarer hvad en “ubalanceret” styrke er: en 5 N kraft i x
    retning ville blive annulleret af en 5 N styrke i - x
    retning, men hvis den anden styrke var i y og retning, de ville kombinere i en nettokraft og producere bevægelse (dvs. acceleration) i en retning, du kan arbejde ud fra komponenterne.
    Newtons tredje bevægelseslov |

    Newtons tredje lov angives ofte som "for hver handling er der en lige og modsat reaktion", men en mere præcis formulering ville være: hvis et objekt udøver en kraft på et andet objekt, udøver det andet objekt en kraft med samme størrelse og modsat retning på det første objekt.

    Med andre ord kommer alle kræfter i universet parvis, fra det tilbagegang, du føler, når du prøver at skyve en væg til slæbebanen, Jorden giver solen som svar på tyngdekraften fra solen på Jorden.

    Den bedste måde at forstå dette på er ved at tænke på normalkraften
    . Når en genstand hviler på jorden, udøver den en nedadrettet kraft på jorden på grund af tyngdekraften (dens vægt
    ), og gulvet udøver en opadrettet kraft på genstanden i nøjagtig samme størrelse, kendt som den normale kraft. Uden dette ville objektet fortsætte med at accelerere ned mod Jordens centrum, som du helt sikkert vil bemærke, næste gang du prøvede at sidde på en stol!

    Når du går, skubber fødderne ned på gulvet, og gulvet skubber sig op mod dine fødder
    i overensstemmelse med Newtons tredje lov, som hjælper med at skubbe dig frem.